Неметаллы

1. Алмазы.

Эндогенный-магматический-месторождения фосфора алмаза и графита.

Экзогенная- россыпная- алмазы

Кристаллы и кристаллические агрегаты многих из указанных минералов являются ценным техническим сырьем. Например, природные алмазы по их использованию разделяют на ювелирные и технические; бездефектные кристаллы рубина ценятся не только как ювелирные камни, но и как высококачественные активные среды для генерации лазерного излучения в оптических квантовых генераторах. В импактитах и метеоритах известна редкая мелкокристаллическая гексагональная разновидность алмаза - лонсдейлит, близкая к нему по своим свойствамПо окраске различают бесцветные кристаллы ("чистой воды"), бесцветные с голубым, желтым, зеленым, розовым, коричневатым и другими оттенками и окрашенные ("фантазийные") - синие, красные, зеленые, желтые. Существует технология искусственного окрашивания алмазов путем бомбардировки их электронами высоки~ энергий, g-облучением и др. Так, например, при g-облучении серые разновидности алмазов становятся голубыми, а бесцветные алмазы, содержащие азот, приобретают золотистую окраску.

В кристаллах алмаза нередки твердые включения оливина, ильменита, пиропа, графита и других минералов. Кроме того, в них отмечаются примеси воды, водорода, углеводородов, оксида углерода, углекислого газа и азота, выполняющие газово-жидкие включения. Различают азотные (0,25% N2) и безазотные (до 0,001% N2) алмазы, отличающиеся некоторыми свойствами. Алмаз нерастворим ни в кислотах, ни в щелочах, а поэтому устойчив в природных условиях. Он хорошо проводит тепло и плохо - электричество. Плотность алмаза составляет 3,513 г/см3, температура плавления - 3700-4000њC, температура сгорания на воздухе - 850-1000њC. При нагревании до 1200-1500њC без доступа воздуха алмаз переходит в графит..

2. Пьезооптическое сырье

Сюда относятся жильный кварц, используемый в производстве прозрачного кварцевого и многокомпонентных оптических стекол, горный хрусталь и окрашенные крупные кристаллы кварца, применяемые для изготовления оптических и пьезооптических изделий, а также кристаллы флюорита и исландского шпата, из которых производятся детали оптических приборов. В группу пьезооптического сырья включают также не рассматриваемые здесь чистые (без включений) кристаллы турмалина и барита.

Природными источниками получения жильного кварца и кристаллокварцевого сырья являются пегматиты и гидротермальные кварцевые жилы. Кроме того, значительная часть кристаллокварцевого сырья извлекается из россыпей. С учетом условий образования выделяют следующие важнейшие геолого-промышленные типы месторождений.

1. Пегматитовые тела с обособлениями жильного кварца и хрусталеносными камерами в гнейсах, гранитогнейсах и кристаллических сланцах или в апикальных частях гранитных интрузивов.

2. Гидротермальные хрусталеносные кварцевые жилы и минерализованные трещины в кварцитах, песчаниках, метавулканитах, мраморах и др. породах.

3. Гидротермально-метаморфические жилы гранулированного кварца в гнейсах, амфиболитах, кристаллических сланцах, кварцитах мигматито-гнейсовых комплексов.

4. Хрусталеносные элювиально-делювиальные и аллювиальные россыпи среди песчано-глинистых отложений, залегающие на коре выветривания каолинитового типа и связанные с хрусталеносными телами пегматитов, гидротермальными жилами и минерализованными трещинами.

В составе первого типа пегматитовых месторождений выделяют два подтипа: слюдоносные пегматиты с кварцевыми обособлениями (блоками, ядрами) и хрусталеносные внутригранитные камерные пегматиты.

Сближенные тела слюдоносных пегматитов жильной, линзовидной или неправильной формы длиной 10-100, редко 300 м, мощностью 5-10, редко 20 м объединяются в крупные поля среди докембрийских гнейсов, гранитогнейсов, мигматитов и кристаллических сланцев амфиболитовой фации метаморфизма, слагающих древние щиты и антиклинорные зоны складчатых областей Представителями этого подтипа являются месторождения Карелии и Кольского полуострова, Мамско-Чуйского района, Среднего Урала и другие в России, месторождения Мугоджар в Казахстане.

Среди внутригранитных камерных пегматитов различают берилл-топаз-хрусталеносные древних щитов и хрусталеносные, иногда флюорит-хрусталеносные складчатых областей. Они представляют собой изометричные, трубо- и штокообразные тела размером от 2 до 100 м в поперечнике, объединяющиеся в поля с групповым (кустовым) распределением в составе последних. Эти пегматиты имеют зональное строение: кварцевое ядро в окружении блоковой микроклиновой, пегматоидной полевошпат-кварцевой и графической зон. Такие пегматиты широко развиты на Украине и в Центральном Казахстане, а также в Бразилии, Канаде.

Гидротермально-метаморфические жилы гранулированного кварца имеют простую линзовидную или более сложные формы; их длина по простиранию колеблется от первых десятков до первых сотен метров, по падению - до 40 м, мощность колеблется от 1 до 5 м (иногда до 15 м). Чаще они вытянуты в линейные зоны или образуют штокверки среди гнейсов, амфиболитов, кристаллических сланцев и кварцитов мигматитогнейсовых куполов складчатых систем, реже встречаются единичные жилы. Гранулированный кварц характеризуется повышенной химической чистотой и высоким светопропусканием. Его образование происходило за счет метаморфической грануляции первичного жильного кварца, сопровождавшейся очисткой последнего от минеральных и газово-жидких включений. Примерами месторождений этого типа являются Кыштымские, Ларинское, Вязовское

Хрусталеносные россыпные месторождения обычно тесно пространственно связаны со своими коренными источниками: хрусталеносными телами пегматитов и гидротермальными жилами. Генетически это элювиально-делювиальные и аллювиальные образования эллипсовидной, округлой, неправильной изометричной, дельтовидной и вытянутой лентовидной формы в плане. Их размер в поперечнике может достигать 1,5 км и более при небольшой мощности (0,5-1,5 м). Обломки кристаллов горного хрусталя слабо окатанные, как правило, обладают высоким качеством (при формировании россыпи происходит естественное обогащение, обусловленное более высокой устойчивостью к агентам химического и физического выветривания кристаллов, лишенных трещин, свилей, двойников, твердых и газово-жидких включений). Промышленные хрусталеносные россыпи широко развиты на восточном склоне Южного Урала; примером зарубежных месторождений этого типа являются россыпи, сопутствующие хрусталеносным гидротермальным жилам Бразилии

3. Тальк

является гидросиликатом магния с теоретическим составом Mg3[Si4O10](OH)2 или 3MgO.4SiO2.Н2О. Обычно в нем присутствуют примеси алюминия, кальция и железа. высокая температура плавления (1500°C), химическая инертность, низкая тепло- и электропроводность, высокая абсорбционная способность к маслам, краскам, смолам, низкая гигроскопичность, высокая кроющая способность. Существенно тальковые (более 75%) породы именуют талькитами. Талькит, содержащий волокнистый тремолит, называется асбестином. Если количество талька в породе составляет 35-75%, то ее относят к тальковому или мыльному камню

Близкими к тальку физическими и технологическими свойствами обладает пирофиллит - А12[Si4O10](ОH)2 или Al2O3.4SiO2.H2O. Плотная мелкозернистая пирофиллитовая порода с тальком, слюдами и глинистыми минералами - агальматолит (пагодит) - известна как поделочный декоративный камень.

Порошковый тальк, получаемый при измельчении талькитов или флотации измельченных тальк-карбонатных пород, широко используется как инертный наполнитель в производстве всевозможных красок, пластмасс, бумаги, резины, разнообразных химических и медицинских препаратов. Помимо этого, присутствие талька в красках улучшает их вязкость и размешиваемость некоторых пигментов, а в пластмассах - повышает их жесткость. В производстве бумаги тальк не только успешно заменяет каолин как белый упрочняющий наполнитель, но и очищает технологическую древесную пульпу от смол, а бумажную макулатуру от чернил. Присутствие в бумаге талька повышает ее глянцеватость, восприимчивость типографской краске. В парфюмерной и фармацевтической промышленности тальковый порошок является основным сырьем для производства пудры и присыпок.

По сравнению с тальком пирофиллит обладает заметно более высокой огнеупорностью, что и предопределяет его основное использование. Это футеровка внутренних стенок разливочных ковшей сталелитейных предприятий, где он используется совместно с цирконом, приготовление специальных огнеупорных строительных растворов. Пирофиллит используется в производстве белой стеновой керамической плитки и электрокерамических изделий: он понижает огневую усадку при обжиге и ломкость изделий, а также увеличивает их сопротивление термическому удару. Подобно тальковому, пирофиллитовый порошок используют в производстве сельскохозяйственных инсектицидов, как наполнитель пластмасс и разжижитель красок.

Это предопределяет выделение следующих важнейших геолого-промышленных типов месторождений талька и талькового камня:

1). сложные жилы, штоки, линзы и пластообразные залежи маложелезистых талькитов, тальк - магнезитовых, тальк - доломитовых и др. тальк - карбонатных метасоматитов гидротермально - метаморфического генезиса близ контакта доломитов и других магнезиальных карбонатных пород с гранитоидными интрузиями;

2). сложные жилы, штоки, линзы и пластообразные залежи железистых талькитов, тальк - брейнеритовых и тальк - хлоритовых метасоматитов близ контактов серпентинизированных ультрабазитов с более молодыми гранитоидами, либо с вмещающими алюмосиликатными метаморфическими породами (серицит - хлорит - кварцевыми, углисто - кремнистыми и др. сланцами);

3). экзогенные линзы и сложной формы залежи остаточных порошковатых маложелезистых и железистых талькитов в корах выветривания массивных талькитов, тальк - карбонатных и тальк - хлоритовых образований первого и второго типов.

Образование месторождений первого типа (Онотское, Мульводжское, Светлоключевское, Бираканское, Алгуйское, Киргитейское и др. в России, Гевернур Диллон, Ллано, Эплмур происходит при привносе кремнезема

3MgCO3 + 4SiO2 + H2O →	Mg3[Si4O10](ОН)2 + СO2,	3MgCa(CO3)2 + 4SiO2 + H2О →	Mg3[Si4O10](ОН)2 +	CaCO3 + 3СО2.
магнезит	тальк	доломит	тальк	кальцит

Формирование месторождений второго типа (Сысертское, Сыростанское, Шабровское, Медведевское, месторождения Миасской провинции на Урале, Турган-Койван-Аллуста в Карелии, месторождения Южной Осетии в Грузии, Полвиярви и Соткамо в Финляндии, месторождения Норвегии, Хаммондсвил, Рейнбоу в CШA и др.) связано с переработкой серпентинизированных ультрабазитов углекислыми либо кремнекислыми растворами

(Мg,Fе)6[Si4O10]2(ОН)8 + 3СО2 →	(Мg,Fе)3[Si4O10)(ОH)2 +	3(Mg,Fe)CO3 + 3Н2О;	(Мg,Fе)6[Si4O10]2(ОН)8 + 4SiO2 →	2(Мg,Fе)3[Si4O10](ОН)2 + 2Н2О
серпентин	тальк	брейнерит	серпентин	тальк

Месторождения третьего типа являются элювиальными: при выветривании апокарбонатных месторождений первого типа (Алгуйское, Киргитейское) формируются остаточные залежи порошковатого талька высокой чистоты, практически не содержащие оксидов железа, алюминия и кальция, а при выветривании апоультрамафитовых месторождений второго типа (Запиваловское, Кара-Кудукское) - низкокачественные железистые порошковатые талькиты.

Промышленные месторождения пирофиллита представляют собой продукты гидротермальной переработки кислых вулканических пород: риолитов, дацитов и их туфов (месторождения Японии, Южной Кореи, Вьетнама, США, Канады, Австралии). По материалам японских исследователей (Р.Китагава и др.) многочисленные месторождения пирофиллита юго-западного Хонсю (префектуры Окаяма, Ямагути, Хиросима, Хиого) среди риолитов и андезитов были сформированы в течение постгранитной и/или вулканической гидротермальной деятельности в позднемеловое - раннепалеоценовое время (K-Ar датирование: 87-63 млн лет). Руды этих месторождений сложены главным образом каолинитом (диккитом), кварцем, и пирофиллитом; в них также могут появляться диаспор и андалузит:

Реже встречаются месторождения, являющиеся результатом метаморфизма высокоглиноземистых осадочных пород а также кварц-серицитовых и других метасоматитов, сопровождающих колчеданные залежи в вулканогенных толщах (Куль-Юрт-Тау, Гай на Южном Урале). В последнем случае образование пирофиллита происходит с выносом щелочей:

2KA13[Si4O10](OH)2 +	6SiO2 + Н2О →	3А12[Si4O10](ОН)2 + K2O.
серицит	кварц	пирофиллит